光的反射

光的反射

一種光學現象。指光在傳播到不同物質時,在分介面上改變傳播方向又返回原來物質中的現象。光遇到水面、玻璃以及其他許多物體的表面都會發生反射。當光在兩種物質分介面上改變傳播方向又返回原來物質中的現象,叫做光的反射。

反射光線與入射光線、法線在同一平面上;反射光線和入射光線分居在法線的兩側;反射角等于入射角 。可歸納為:"三線共面,兩線分居,兩角相等"。光具有可逆性。光的反射線象中,光路上是相等的。

  • 中文名稱
    光的反射
  • 外文名稱
    reflection of rays
  • 領域
    光學
  • 分類
    鏡面反射與漫反射

反射定律

1:在反射現象中,反射光線,入射光線和法線都在同一個平面內

光的反射光的反射

2:反射光線,入射光線分居法線兩側

3:反射角等于入射角 (垂直入射時反射角等于入射角等于0°)

可歸納為:“三線共面,兩線分居,兩角相等,光線可逆”

(強調:反射和入射不能顛倒。)

相對論

1:法線是反射光線與入射光線的角平分線,且垂直于平面鏡。

2:入射光線與反射面的夾角和入射角的和為90°

3:在光的反射現象中,光路具有可逆性。

4:光路是可逆的

5.根據光的反射定律作光路圖

具體作法:先找出入射點,過入射點作垂直于介面的法線,則反射光線與入射光線的夾角的角平分線即為法線。若是確定某一條入射光線所對應的反射光線,則由入射光線、法線確定入射角的大小及反射光線所在的平面,再根據光的反射定律中反射光線位于法線的另一側,反射角等于入射角的特點,確定反射光線。

6.鏡面反射漫反射

鏡面反射:平行光線射到光滑表面上時反射光線也是平行的,這種反射叫做鏡面反射。

光的反射光的反射

漫反射:平行光線射到凹凸不平的表面上,反射光線射向各個方向,這種反射叫做漫反射

兩種反射均遵循光的反射定律。

反射公式總結

1.反射定律α=i {α;反射角,β;入射角}

2.絕對折射率(光從真空中到介質)n=c/v=sin /sin {光的色散,可見光中紅光折射率小,n:折射率,c:真空中的光速,v:介質中的光速, :入射角, :折射角}

3.全反射:1)光從介質中進入真空或空氣中時發生全反射的臨界角C:sinC=1/n

光的反射光的反射

2)全反射的條件:光密介質射入光疏介質;入射角等于或大于臨界角

註:

(1)平面鏡反射成像規律:成等大正立的虛像,像與物沿平面鏡對稱;

(2)三棱鏡折射成像規律:成虛像,出射光線向底邊偏折,像的位置向頂角偏移;

(3)光導纖維是光的全反射的實際套用〔見第三冊P12〕,放大鏡是凸透鏡,近視眼鏡是凹透鏡;

(4)熟記各種光學儀器的成像規律,利用反射(折射)規律、光路的可逆等作出光路圖是解題關鍵;

(5)白光通過三棱鏡發色散規律:紫光靠近底邊出射

實驗

總結光射到物體表面上發生反射的規律:

1.反射光線跟入射光線和法線在同一平面內;

光的反射光的反射

2反射光線和入射光線分居法線兩側;

3.反射角等于入射角。

儀器和器材

光的反射演示器,M是一塊平面鏡,鑲在一塊木板上,白色光屏E垂直固定在木板上,白色光屏F可以繞垂直于鏡面的ON軸轉動,E、F屏上畫有以O為圓心的圓弧,上面標有刻度。平行光源(J2501型光具盤的光源),低壓電源(J1201型)。

實驗方法

1.調整光源的位置,使一束光沿平面E內任一直線AO射到平面鏡上的O點。繞ON軸轉動平面F,尋求由O點反射的光線,隻有當平面F和平面E在同一平面內時,才能在F上見到反射光線,平面F在其他位置時,F上都沒有反射光線。得出反射光線跟入射光線和法線在同一平面內反射光線和入射光線分居法線兩側的結論。

2.平面F和E處在同一平面時,觀察到光的反射,從E、F屏上讀出入射角、反射角的值,得出反射角等于入射角。

3.在平面E內改變入射光線的角度,重復步驟2。總結得出反射定律。

4.先使平面F和E成任一夾角。轉動光源的位置,在E平面內看到反射光線。轉動平面E找到入射光線和法線所在的平面,加深對反射定律的理解。

註意事項

1.國中學生缺乏空間想象力,理解反射定律中線和面的空間關系是一個難點。實驗過程中應註意幫助學生建立空間概念,直觀地建立起光的反射圖象。

2.入射光線是具有一定寬度的光帶,為了在光屏上顯示出光傳播的路線,入射光帶的軸線與光屏需成一個較小的角度。同樣,反射光線也是具有一定寬度的光帶,因此,當平面E與F有較小的角度時,光屏F上仍能有短的亮線。實驗時要註意盡量減小光帶的寬度,並且避開這個較小角度的位置,以免造成混亂。

其它要求

1.平行光源除了選用J2507型光具盤的光源之外,還可以用雷射器、手電筒(要有較好的聚光效果)或日光。本實驗對于光源還有兩點要求:

(1)寬光束光源都需配用狹縫,通過狹縫取一細束平行光作為入射光線;

(2)能夠改變投射到鏡面上光線的角度。例如,取日光作光源,可以借助于一對平面鏡Q1和Q2使一束日光投射到平面鏡M上,稍稍移動並且轉動平面鏡Q2,可以使投射到O點的光線的角度改變。

2.光的反射實驗也可用米勒儀或圓形光碟(包含在J2501型光具盤內)來做。由于這些儀器中的鏡面可以繞入射點O轉動,驗證反射角等于入射角比較方便,但不易說明反射鏡面、法線、入射光線和反射光線的空間關系。

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